СУЧАСНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ МІСЬКОГО СЕРЕДОВИЩА ТА РОЗРОБКИ ЦИФРОВИХ ДВІЙНИКІВ МІСЬКИХ ОБ’ЄКТІВ

Заголовок (англійською): 
MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES FOR SIMULATION OF THE URBAN ENVIRONMENT AND CREATION OF DIGITAL DUPLICATE OF CITY OBJECTS
Автор(и): 
Гончаренко Т. А.
Автор(и) (англ): 
Honcharenko Tetiana
Ключові слова (укр): 
інформаційне моделювання міського середовища; CIM, BIM, GIS, IoT, Big Data, Artificial intelligence; цифрові двійники міських об’єктів; розумне місто
Ключові слова (англ): 
information modeling of the urban environment; CIM, BIM, GIS, IoT, Big Data, Artificial intelligence; digital duplicates of city objects; smart city
Анотація (укр): 
Сучасним етапом розвитку будівельної галузі є її цифровізація, що вимагає трансформації процесів і моделей на основі використання сучасних інформаційних технологій (ІТ) для розробки цифрових платформ і двійників. Міське планування − це складний процес контрольованого розвитку міста, і проблема цифровізації міста як системи в цілому не втратила своєї актуальності. У дослідженні розглянуто проблему вибору, застосування й інтеграції сучасних інформаційних технологій для моделювання міського середовища та створення цифрових двійників об’єктів міста як компонентів системи "Розумне місто" (англ. Smart City). Проведено огляд основних ІТ для застосування методологічної платформи інформаційного моделювання міст (City Information Modelling) на основі Building Information Modeling (BIM), Geographic Information System (GIS) та Internet of Things (IoT) технологій, які дають змогу об’єднати міські дані різних просторових масштабів та часових вимірів. Запропоновано концептуальну схему ІТ для управління міським простором на основі інтеграції трьох компонентів: системи штучного інтелекту Artificial intelligence, технології Big Data та методологічної платформи CIM. Досліджено вимоги для вибору інформаційної технології створення цифрового двійника міського об’єкта, що надало можливість запропонувати схему інтеграції ІТ моделювання міського середовища і створення цифрового двійника міста. Така інтеграція допоможе ефективно обробляти великі і складні набори даних, використовувати інформацію про минуле і сьогодення для прогнозування майбутнього, реалізувати цифрове відтворення фізичного об’єкта і створити цифровий міський просторовий об'єкт, а саме CIM-об'єкт, який має стати цифровою основою для інтелектуального планування, будівництва, управління та експлуатації розумного міста.
Анотація (англ): 
The current stage of the development of the construction industry is its digitalization, which requires the transformation of processes and models based on the use of modern information technologies (IT) for the development of digital platforms and duplicates. Urban planning is a complex process of controlled development of the city, and the problem of digitalization of the city as a system as a whole has not lost its relevance. The research examines the problem of selection, application and integration of modern information technologies for modeling the urban environment and creating digital duplicates of city objects as components of the Smart City system. An overview of the main IT for the application of the methodological platform of information modeling of cities (City Information Modeling) based on Building Information Modeling (BIM), Geographic Information System (GIS) and Internet of Things (IoT) technologies, which make it possible to combine city data of various spatial scales and time dimensions. A conceptual IT scheme for urban space management is proposed based on the integration of three components: the Artificial Intelligence system, Big Data technology, and the CIM methodological platform. The requirements for the selection of information technology for the creation of a digital double of an urban object were studied, which made it possible to propose an integration scheme of IT modeling of the urban environment and the creation of a digital double of the city. Such integration will help to efficiently process large and complex data sets, use information about the past and present to predict the future, implement digital reproduction of a physical object and create a digital urban spatial object, namely a CIM object, which should become a digital basis for intelligent planning, construction, management and operation of a smart city.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Управління розвитком складних систем, номер 51, 2022
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Management of development of complex systems, number 51, 2022
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
87-93.pdf
Дата публікації: 
07 Февраль 2023
Номер збірника: 
51
Розділ: 
ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОЄКТУВАННЯ
Університет автора: 
Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ
Литература: 

1.     Eastman, C. M., et al., BIM handbook: A guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers and contractors. 2011: John Wiley & Sons.

2.     Xu, X., et al., From building information modeling to city information modeling in Journal of Information Technology in Construction (ITCon), 2014, 19: pp. 292–300.

3.     Sirakova T. A. Urban Planning: from GIS and BIM straight to CIM. Practical application in the urban area of Porto, 2018, 145 р.

4.     Volkov, A., Chulkov, V., Kazaryan, R., Gazaryan, R. (2014). C ycle reorganization as model of dynamics change and development norm in every living and artificial beings. Applied Mechanics and Materials, 584–586, 2685–2688.

5.     Wang, X., Wong, J., Li, H., Chan, G., Li, H. (2014). A review of cloud-based BIM technology in the construction sector. Journal of Information Technology in Construction, 19, 281 – 291.

6.     The BIM Project Execution Planning Guide and Templates – Version 2.1, Penn State; http://bim.psu.edu/Uses/the_uses_of_bim.pdf

7.     Гончаренко, Т. А. Кластерний метод формування метаданих багатовимірних інформаційних систем для розв’язання задач генерального планування. Управління розвитком складних систем. Київ, 2020. № 42. С. 93 – 101, dx.doi.org\10.32347/2412-9933.2020.42.93-101.

8.     Гончаренко, Т. А. Інтеграційна модель життєвого циклу території будівлі на основі BIM. Управління розвитком складних систем. Київ, 2020. № 43. С. 83 – 90, dx.doi.org\10.32347/2412-9933.2020.43.83–90.

9.     Kulikov P., Ryzhakova G., Honcharenko T., Ryzhakov D., Malykhina O. OLAP-Tools for the Formation of Connected and Diversified Production and Project Management Systems, International Journal of Advanced Trends in Computer Science and  Engineering, 8(10), October 2020, pp. 7337-7343, https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/1108102020 (SCOPUS).

10.  Mihaylenko V., Honcharenko T., Chupryna K., Andrashko Yu., Budnik S. Modeling of Spatial Data on the Construction Site Based on Multidimensional Information Objects in ‘International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT)’, Volume-8 Issue-6, August 2019, Page No. 3934-3940. URL: https://www.ijeat.org/wp-content/uploads/papers/v8i6/F9057088619.pdf.

11.  Гончаренко Т. А. Верифікація інформаційних моделей об'єктів будівництва. Управління розвитком складних систем. Київ, 2019. № 39. С. 69 – 74; dx.doi.org\10.6084/m9.figshare.11340656.

12.  Гончаренко Т А., Міхайленко В. М. Застосування методів багатовимірного аналізу даних для моделювання території під забудову. Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Серія: Інформатика та моделювання. Київ, 2019. № 28 (1353). С. 5–15. DOI: 10.20998/2411-0558.2019.28.02

13.  Honcharenko T., Mihaylenko V., Lyashchenko T. Integration of bim and cals technologies for information modeling in construction, ХV Міжнародної науково-практичної конференції “Prospects for the development of modern science and practice”, 11-12 травня 2020 р., Грац, Австрія.

14.  Kuchansky A., Biloshchytskyi A., Andrashko Yu., Biloshchytska S., Honcharenko T., Nikolenko V. “Fractal time series analysis in non-stationary environment”, 2019 IEEE International Scientific-Practical Conference: Problems of Infocommunications Science and Technology, PIC S and T 2019 – Proceedings, 2019, pp. 236-240. (SCOPUS).

15.  Honcharenko T., Lyashchenko T., Lyashchenko M. Information technologies for 3D modeling for construction and architecture, Sixth international scientific-practical conference “Management of the development of technologies”, Kyiv, KNUCA, 2019, pp. 80–82.

16.  Гончаренко Т. А. Інформаційна технологія створення інтегрованої цифрової моделі території під забудову, ХXVІІ Міжнар. наук.-практ. конф. «Microcad-2019», Харків 2019. С. 137–138.

References: 

1.     Eastman, C. M., et al. (2011). BIM handbook: A guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers and contractors. John Wiley & Sons.

2.     Xu, X., et al. (2014). From building information modeling to city information modeling in Journal of Information Technology in Construction (ITCon), 19, 292–300.

3.     Sirakova, T. A. (2018). Urban Planning: from GIS and BIM straight to CIM. Practical application in the urban area of Porto, 145.

4.     Volkov, A., Chulkov, V., Kazaryan, R., Gazaryan, R. (2014). Cycle reorganization as model of dynamics change and development norm in every living and artificial beings. Applied Mechanics and Materials, 584–586, 2685–2688.

5.     Wang, X., Wong, J., Li, H., Chan, G., Li, H. (2014). A review of cloud-based BIM technology in the construction sector. Journal of Information Technology in Construction, 19, 281–291.

6.     The BIM Project Execution Planning Guide and Templates – Version 2.1, Penn State; http://bim.psu.edu/Uses/the_uses_of_bim.pdf

7.     Honcharenko, Tetyana. (2020). Cluster method of forming metadata of multidimensional information systems for solving general planning problems. Management of Development of Complex Systems, 42, 93–101. dx.doi.org\10.32347/2412-9933.2020.42.93-101

8.     Honcharenko, Tetyana. (2020). Integration model of the life cycle of the building area based on BIM. Management of Development of Complex Systems, 43, 83–90. dx.doi.org\10.32347/2412-9933.2020.43.83-90.

9.     Kulikov, P., Ryzhakova, G., Honcharenko, T., Ryzhakov, D., Malykhina, O. (2020). OLAP-Tools for the Formation of Connected and Diversified Production and Project Management Systems, International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, 8(10), 7337-7343. https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/1108102020.

10.  Mihaylenko, V., Honcharenko, T., Chupryna, K., Andrashko, Yu., Budnik, S. (2019). Modeling of Spatial Data on the Construction Site Based on Multidimensional Information Objects. International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), 8, 6, 3934-3940. URL: https://www.ijeat.org/wp-content/uploads/papers/v8i6/F9057088619.pdf (SCOPUS).

11.  Honcharenko, Tetyana. (2019). Verification of information models construction objects. Management of Development of Complex Systems, 39, 69–74; dx.doi.org\10.6084/m9.figshare.11340656.

12.  Honcharenko, Т. & Mihaylenko, V. (2019). Application of methods of multidimensional data analysis for modeling of the territory under construction. Bulletin of the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Series: Informatics and modeling, 28 (1353), 5–15. DOI: 10.20998/2411-0558.2019.28.02

13.  Honcharenko, T., Mihaylenko, V., Lyashchenko, T. (2020). Integration of bim and cals technologies for information modeling in construction, XV International Scientific and Practical Conference "Prospects for the development of modern science and practice", May 11-12, 2020, Graz, Austria.

14.  Kuchansky, A., Biloshchytskyi, A., Andrashko, Yu., Biloshchytska, S., Honcharenko, T., Nikolenko, V. (2019). Fractal time series analysis in non-stationary environment. IEEE International Scientific-Practical Conference: Problems of Infocommunications Science and Technology, PIC S and T 2019 – Proceedings, 2019, pp. 236–240.

15.  Honcharenko, T., Lyashchenko, T., Lyashchenko, M. (2019). Information technologies for 3D modeling for construction and architecture. Sixth international scientific-practical conference “Management of the development of technologies”, Kyiv, KNUCA, 2019, pp. 80–82.

16.  Honcharenko, T. (2019). Information technology for creating an integrated digital model of the building area, XXVІІ International Scientific and Practical Conference "Microcad-2019", Kharkiv, p. 137–138.